индуктивни датчици

Индуктивни сензори се използват за преобразуване на електрическия сигнал на малък линейни и ъглови движения. Най-простият индуктивен датчик (наречен един цокъл) е бобина с желязна сърцевина 1 и подвижната котва 2 W, отделена от ядрото от въздушна междина (Фиг. 2-4). Ядрото на индуктор, наречен статора на сензора, неподвижно закрепени, и котва механично свързан с подвижната част на операционната система, движението на която трябва да се преобразува в електрически сигнал. При преместване на котвата се променя съпротивлението на сензора поради промени в магнитна верига въздушна междина # 948; между статора и котвата (котвата при вертикално движение) на въздушната междина или пространство S (за хоризонтално движение на котвата).

Сензор устойчивост на магнитната верига, съставена от част верига с резистентност стомана RCT и устойчивост вторична верига R б с въздушна междина. верига съпротивление магнитна част на стомана:

LST където - общата дължина на средната линия на магнитна сила в сърцевината стомана и котвата; Sst - сечение на желязното ядро; MST - магнитна проницаемост на материала на ядрото и котвата.

Магнитното съпротивление на частта от схема с въздушна междина:

RCT = 2 # 948 / (# 956; OSB), където # 948; - дължината на въздушната междина между статора и сензора на котвата; # 956; по - въздушна пропускливост; SB - площ на напречното сечение на въздушния процеп. защото # 956; # 956 до >> О, 0. RCT резистентност сензор на магнитната верига се определя главно от секцията съпротивление верига с въздушна междина:

Rm ≈ R б = 2 # 948 / (; # 956; OSR)

Променлив магнитен поток F, който възниква, когато захранването е свързан към бобината на сензора е равно на

където I - токът в схемата на бобината на датчика; w - броят на завъртанията на бобината на датчика, w - броят на завъртанията на бобината на датчика.

сензор Индуктивност бобина (пренебрегва изтичане поток):

L = # 969; F / I = [# 969; 2/2 # 948] # 956; S

Формула (2-1) установяване на функционалната връзка между заместване на индуктивен датчик арматура (преместване или промяна г, или SB) и индуктивност на бобината на датчика.

В индуктивен датчик с променлива въздушна междина статична характеристика L = е (х) нелинейна (Фигура 2-5. 1) и с големи празнини (# 948,> 1 мм) на чувствителността на сензора се намалява. Такива сензори се използват в ограничен обхват на движение на котвата - до 1 mm, и първоначална точка избрана характеристика, където има най-голям наклон и почти линейна на чувствителността на сензора с променлива въздушна междина, високо - до 0.2 микрона.

В индуктивен датчик с променлива статична характеристика L = F (SB) на зоната за въздушна междина е линейна, преместване на котвата широк обхват - до 8 mm, но по-малко чувствителността - 0.3 микрометъра (. Фигура 2-5, 2). Промяна на индуктор L причинява сензора да промени индуктивно съпротивление: XL = # 969; L, където # 969; - кръгова честота на захранващото напрежение. Следователно, има промяна в общия и съпротивлението на намотка: Z = 2 * √Ra + XL * 2, където Ra - съпротивление на намотката на сензора.

Този ток, протичащ през бобината на датчика от прилага променливото напрежение U, също се променя чрез преместване на котвата и може да служи като сензор за изходен сигнал (продукция характеристика). Обикновено, принципът на действие на индуктивен датчик може да бъде представена като поредица от трансформации, настъпващи при преместване на котвата датчик (за сензори с променлива въздушна междина):

х ↑ → # 948; ↑ → Rm ↑ → F ↓ → L ↓ → Xl ↓ → Z ↓ → I ↑

Единична цикъл индуктивни датчици имат висока чувствителност и надеждност, почти неограничен срок на експлоатация, голяма изходна мощност (до няколко Уотс), които могат в някои случаи да не се използва усилвател. Недостатъците на индуктивни датчици следва да включват необратимост характеристика, малък обхват на изместване на котвата, присъствието на реактивния ток и електромагнитна сила на привличане между котвата и статора, ефектът на амплитудата на колебание и честотата на захранващото напрежение. Тези недостатъци са напълно или частично отсъства от диференциални индуктивни датчици.

Диференциално индуктивен датчик

Тя се състои от две статорните намотки L1 и L2 и индуктивността на обща котва. Когато се движи арматура индуктивност на един увеличения закрит тип, а от друга - се намалява. Индуктори или включени в диференциално измерване верига или раменете, съседни на пътното платно измерване верига.

Диференциални индуктивни сензори в сравнение с SE имат по-висока точност и чувствителност превръщане. Статичното характеристика на тези сензори е линейна и обратимо.

Те са един вид индуктивни сензори. сензор трансформатор може да се разглежда като трансформатор, в която съотношението на трансформатора се променя чрез промяна на съотношението М Vzaimoinduktivnye между неговите намотки. Такива сензори се използват да се преобразува в електрически сигнал (напрежение) малък линейни и ъглови премествания.

Фиг. 2-6 е представено чрез сензор диференциален трансформатор с ъглово движение на котвата. Първичната намотка на сензора # 969 1 се намира върху сърцевина централната прът 1, и свързан към източник на променлив ток. Вторичните намотки # 969; 2а # 969; 2Ь, разположен върху външните пръти и са свързани последователно и в опозиция. Ток, преминаващ през # 969; 1 генерира променлив магнитен поток F1 е разклонен в два потока F1a и F1b. В симетрична позиция на арматура 2 по отношение на статора на сърцевината на датчик (1 с намотки # 969 1, # 969; 2а # 969; 2Ь) магнитни потоци са еднакви: = F1a F1b = F1 / 2, и електродвижеща сила се индуцира в вторичните намотки ще бъде равен: = Е2А Е2В.

Тъй като фазите на обратното на EMF (поради включването на насрещни намотки # 969; 2а # 969; 2Ь), напрежението на изхода на датчика ще бъде нула: Uout = Е2А - Е2В = О. При завъртане на котвата, която е механично свързан с подвижната част на обекта за управление променя напречното сечение на въздушните междини между котвата и крайните основните пръти. В резултат на тази промяна на съпротивлението RM1 и RM2 магнитни вериги потоци F1a и F1b, и правят потоци: един от тях се увеличава # 916; F, а другият ще намалее с # 916; F. Се предизвика електродвижеща сила на вторичните намотки Е2А и Е2В също се променя пропорционално на потока F2b и FIA. В изходното напрежение Vout появява сензор, амплитудата на която е равна на разликата на амплитудите на едн Е2А и Е2В: Uout = Е2А, Е2В, и фазата на изходното напрежение се определя от фазата на по-голямата от ЕДС.

По този начин, характеристиките на този датчик е линейна и обратни (в работната зона). Чувствителността на сензора за диференциален трансформатор два пъти по-висока от тази на един цикъл, работа зона два пъти, и симетрично положение на котвата изходното напрежение е нула. Точност на преобразуване от диференциални трансформаторни преобразуватели-горе, тъй като поради симетрията на структурата и част сензор верига взаимно се компенсират грешки от промени в температурата и източник на захранване честота на околната среда.